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先进科技引领未来趋势,浅析沃尔沃全新XC90 Drive-E “E”驱智能科技  

2015-06-26 10:55:02|  分类: 汽车评论 |  标签: |举报 |字号 订阅

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先进科技引领未来趋势,浅析沃尔沃全新XC90 Drive-E E”驱智能科技

 

论汽车业内什么最火?相信大家都会一致指向新能源车,的确,在污染日益加重能源日益匮乏的当今,对于新能源的诉求可谓呼之欲出。新能源车是火,但是在基础配套设施还不够完善的今天,各个车企在研发新能源的同时,也需要聚焦在如何改善传统能源配置上,这是所有车企都应具备的责任。那么朋友们,问题来了,如何节能减排?这就是发动机轻量化设计——发动机更轻便减重的同时,更高效、更节能。权威研究显示,汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放十分重要,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%8%;汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.30.6升;汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%。而在驾驶方面,汽车轻量化后其加速性能也将得到提高,而在碰撞时由于惯性小,制动距离也将减少。此外,车辆每减轻100公斤,二氧化碳排放可减少约5/公里。可见汽车轻量化的节能环保效益觉不亚于汽车发动机技术节油技术。

卖座的车常有,有环保意识有良心的车企则不常有。说到这里我不得不说沃尔沃全新XC90预售的T6 四缸发动机就是秉承着这个理念来制造的,本来是值得提倡和鼓励的,然而还没上市受到质疑,网友作为外行不了解可以理解,必经隔行如隔山,但自称砖家的人提出质疑笔者觉得似乎有些别有用心了,作为一个业内人士笔者不得不出来说道说道。沃尔沃全新XC90整车基于SPA模块化平台打造,与此同时,沃尔沃还为其装配了最新研发的Drive-E E驱智能科技的动力总成,使得全新XC90比上一代产品减重100公斤以上。在一般人的印象中,百万级的SUV从未有过4缸的发动机,那这款获得了美国知名消费类科技媒体Digital Trends评出的“年度发动机大奖”的Drive-EE驱智能科技”动力总成到底怎么样呢?今天我们就来一探究竟,揭开这款4缸发动的真是面目。

先进科技引领未来趋势,浅析沃尔沃全新XC90 Drive-E “E”驱智能科技 - 晓程 - 丹东晓程 的博客

  

 

出众的动力性能

作为一个消费者,看到4缸发动机后的第一反应肯定动力输出是否足够?特别是沃尔沃全新XC90作为车重超过2吨的百万级豪华SUV2.0T的动力输出是否能够与之进行完美的匹配呢?我们来做个简单的比较:

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上面是市面上常见的主流百万级SUV的动力参数比较,从图表上可以清晰的看出这台4Drive-E发动机与同级别车型的3.0T发动机相比毫不逊色。从各方面性能来看,沃尔沃倾尽心血打造的这款发动机都可以说是相当优秀的,无论是320匹的马力还是400牛米的扭矩,都可以在诸多竞品面前表现的从容不迫,毫无压力可言,澎湃的动力可以让整备质量2083kg沃尔沃全新XC90轻松6.5秒内完成百公里加速这款发动机在拥有如此强进动力表现的同时,其百公里8.5L的油耗更是遥遥领先竞争对手,正是由于这台四缸发动机如此强劲的表现,沃尔沃才有信心将其史无前例的装配在百万级的豪华SUV上。

 

Drive-E的前世今生

其实早在2011年,沃尔沃就公布了SPAScalable Product Architecture)可扩展整车平台架构和VEAVolvo Engine Architecture)沃尔沃发动机集群两大研发项目。而VEA项目在2012年就已经进入到产品设计及生产阶段,随后在20139月,其应用成果——Drive-E动力总成诞生,并进行了车型匹配试验。Drive-E中的“E”包含三个概念:Efficient power(高效动力)、Electrification(未来预留的,电池动力)、Environment环保)。沃尔沃的Drive-E动力总成家族包括8款发动机和一台全新的8速自动变速箱。这8款发动机全部采用四缸设计,其中有4款是柴油发动机,基本上确定不会引入国内。剩下的4款汽油发动机分别是机械增压+涡轮增压的T6、涡轮增压的T5、涡轮增压低功率版的T4,以及涡轮增压的T3,其中只有T3的排量为1.5L,家族中的其他型号排量均为2.0L。除此之外,沃尔沃还以T6为基础,加上电池和电机,组成了一套名为T8的插电式混合动力系统。但是别看这八款发动机虽然分属汽油和柴油两个系列,但是却采用了相同的缸体。从公布的Drive-E发动机的技术参数来看,这一系列的发动机汽缸间距均为91mm、缸径82mm、冲程93.2mm。其中汽油版T5的压缩比为10.8,柴油版D4的压缩比为15.8。根据动力输出的不同,这款缸体根据强度的不同又分为高功率版和低功率版,前者以柴油发动机的缸压为基准值设计,后者则以接近汽油发动机的基准值设计。

那么现在问题来了,汽油版本和柴油版本的发动机采用了相同的缸体,这意味着什么呢?

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第一,这意味着沃尔沃发动机缸体铸造工艺和材料工艺达到相当高的水平。众所周知,柴油发动机是通过压燃的方式点火的。为了保证雾化柴油能够顺利燃烧,往往柴油发动机的压缩比较大,这也就直接导致了柴油发动机的缸压要比汽油发动机大很多。更大的缸压就势必需要更为敦实的缸体,这就是为什么柴油发动机的缸体多用铸铁且尺寸要大很多的原因之一。而全铝的沃尔沃Drive-E动力在有限的尺寸内既要保证强度又要保证重量,还要实现汽柴油动力共用缸体,除了设计方面的精打细算外,铸造工艺以及缸体材料的选择方面相对而言所需的要求会更加苛刻。

第二,由于汽柴油动力共用缸体,这也就意味着气缸的几何特性完全相同,那么要实现柴油发动机的高压缩比,就只有通过缩小燃烧室的容积来实现。经过计算,柴油版D4发动机的单个有效燃烧室容积应该为0.031L,与此同时汽油版T5的燃烧室容积为0.045L。通过缩小燃烧室容积来实现高压缩比,好像除了沃尔沃还真别无分舵。由于活塞行程与汽油发动机相同,所以Drive-E动力的柴油发动机从结构上可以轻松实现高转速输出,而高转速表现正好就是柴油发动机最大的短板所在。当然缺点自然也有,由于活塞行程较短,柴油发动机低速大扭矩的特性输出恐怕会打些折扣。

第三,模块化的发动机设计简化了整车的开发难度。一般来说,系列化的车型往往都要有不同动力的输出方能拉开价格区间。这就给整车开发时的机舱布置出了一个难题,由于不同发动机之间在尺寸、重量、发动机悬置等关键参数上的不同,所以就导致了在整车开发过程中前机舱必须为发动机做出相应的让步。如果后期需要增加更大功率输出的动力,那么机舱的尺寸往往成为限制新动力采用的关键短板。但是在Drive-E系列动力上,这些问题都因为发动机的模块化结构得到了妥善解决。近乎完全相同的发动机尺寸,完全一致的发动机安装位置。理论上沃尔沃全新XC90完全就可以只设计出一个标准的模块化前舱,便可实现八款动力的随意匹配。还真是符合北欧人的设计特点,沃尔沃全新XC90将模块化设计成这样绝对会成为处女座布置工程师的最爱,而对于用户而言,更大的零部件通用化率也能够极大的降低后期养护成本。

 

技术宅请注意,此处开扒Drive-E发动机的技术细节

沃尔沃Drive-E可以说是将4缸发动机的性能发挥到了极致,但其实沃尔沃在Drive-E上并没有应用什么令人特别吃惊的新技术,使用的都是耳熟能详的技术。同时由于采用的技术都相对成熟,也最大限度的保证了发动机的稳定性和可靠性。

沃尔沃在设计研发Drive-E发动机时,将时下比较流行的技术都有使用。比如,缸内直喷、顶置双凸轮轴、四气门、气门连续可变正时等等。在发动机的底部,安装有反向旋转的平衡轴,用以减小振动,使发动机运转平顺。不过虽说缸内直喷虽说已经不是什么新鲜的技术了,但是目前的直喷大都是侧装直喷,Drive-E系列汽油发动机则采用了中置的缸内直喷系统,包含中间安装的火花塞及喷油器。中置直喷独特的喷雾形状可以更好地实现均质燃烧。同时,中置直喷技术在起始分层燃烧和有效的催化器加热方面超越了歧管喷射和侧装直喷,实现了低油耗,并能够满足严格的美国加州尾气排放标准PZEV

在柴油机上,沃尔沃采用的比较先进的就是i-Art技术。通过监控每一个喷油嘴上的喷油压力,i-Art系统可以持续并单独调整每个气缸的喷油量,从而使燃烧过程更为充分。再配合上专门设计的压力最高达到2500bar250Mpa)的油轨,D4的燃油经济性和动力性能可见一斑。沃尔沃这种精确并且柔性的喷射系统更易达到高功率密度,低排放,低燃烧噪音,更高的热效率。该系统能够自动补偿老化与磨损,以确保发动机全寿命期间有稳定和可靠地运转。然而这一切并没有什么用,因为就目前的情况看来,沃尔沃的柴油发动机车型并没有引入国内的计划。

 

Drive-E系列的发动机在设计时有点模块化平台的意思。所有的发动机有基础的功能模块,还有扩展模块。扩展模块目前包括机械增压、涡轮增压,以后还将包括混合动力,以及一些其他的电气化设备和以后研发出的更为先进的技术等。模块化的设计思想也贯彻到了Drive-E的尾气后处理系统中。由于各个地区的法规不一样,汽油机和柴油机的排放特性也不一样,沃尔沃设计了三种尾气后处理系统,以分别满足欧6b20149月开始实施)的汽油车和柴油车排放标准、美国SULEV/PZEV汽油车排放标准。

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总的来说,沃尔沃全新XC90所装配的这台Drive-EE智能科技”在一群执着的工程师的努力下,这台T6发动机账面数据完全不逊色与同级别车型上更大排量的发动机,而且先进的发动机模块化技术带来的综合性能提升,更是值得称道。再配上沃尔沃引以为傲的安全性能和精益求精的内饰,使得沃尔沃汽车一贯高性价比的优势在沃尔沃全新XC90上得到了很好的延续,四两拨千斤在沃尔沃全新XC90上得到了很好的印证,相信沃尔沃全新XC90将会是百万级豪华车市场上表现也将不俗。

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